2003年6月27日,在2003年NBA选秀中,詹姆斯被克利夫兰骑士队选中。7月8日,NBA夏季联赛展开,詹姆斯首次出现在职业比赛,得到14分,7个篮板,另有6次助攻。10月29日,骑士在客场挑战国王,这是詹姆斯NBA生涯的第一场正式比赛,在比赛中他取得了25分9次助攻6个篮板以及60%的投射命中率,成为高中生处子秀得分最高的球员。
2004年3月27日,19岁零87天的詹姆斯在对篮网的比赛中得到41分,成为NBA历史上拿下40+最年轻的球员。詹姆斯这个赛季平均每场贡献20.9分、5.9次助攻和5.5个篮板球,帮助上个赛季只获得17场胜利的骑士战绩提高到35胜47负。
2004年11月24日,19岁零267天的詹姆斯生涯得分和篮板超过500,打破埃尔文·约翰逊的纪录。三天之后,得分突破2000分,打破了科比的纪录。
2005年1月23日,对阵开拓者得到27分11篮板10助攻,以20岁零20天成为史上拿下“三双”最年轻的球员。这个赛季,詹姆斯成为NBA历史上在单个赛季拿下27分,7个篮板,7个助攻,2个抢断以上的两个球员之一。
2006年1月21日,在对阵爵士的比赛拿下51分,成为历史上最年轻的总得分达到5000分的球员。2月19日,在全明星赛得到29分,6个篮板及2次助攻,赛后成为了全明星赛最有价值球员,以21岁51天成为了史上赢得MVP奖项最年轻的球员。
2008年2月18日,以27分、8篮板、9次助攻,2个抢断及2个盖帽的成绩获得2008年NBA全明星赛MVP。2月27日,在对凯尔特人的比赛中,取得了个人生涯的第10000分。他仅以23岁59天,成为最年轻达成10000分的球员。
2009-2010赛季,带领骑士以61胜的战绩再次笑傲全联盟,他也蝉联了这个赛季的常规赛MVP,也成为NBA史上第十位连续两个赛季获此荣誉的球员。这个赛季詹姆斯常规赛场均贡献8.6次助攻,超越伯德的场均7.6次助攻,成为NBA历史上单季场均助攻最多的小前锋。
2010年7月9日,透过ESPN举办的全国直播特别节目“TheDecision”宣布与迈阿密热火队签约。与克里斯·波什、德怀恩·韦德组成三巨头阵容
2011年,在NBA全明星赛上,詹姆斯砍下29分、12个篮板和10次助攻,成为继迈克尔·乔丹之后,在全明星赛上第2个拿到三双的球员。
2011-12赛季,受到劳资谈判影响,常规赛缩水,詹姆斯在其所参加的62场常规赛中,他场场首发,场均上场37.5分钟,得到27.1分、7.9个篮板和6.2次助攻,在投篮命中率、三分球命中率上均创造了个人生涯新高。凭借出色的表现詹姆斯第三次加冕常规赛MVP,这是他2008-2012赛季4个赛季第3次获此殊荣,同时成为继迈克尔-乔丹之后首位至少3夺常规赛MVP之人。
2014年3月4日,在比赛中砍下了61分,打破了个人职业生涯得分纪录及格伦·莱斯保持的热火队史单场得分纪录。5月30日,热火4:2击败步行者晋级总决赛。这天詹姆斯夺得生涯第100场季后赛胜利,他是NBA历史上第22位拿下生涯季后赛百胜的球员。
2014年7月12日,在《体育画报》上发表公开信,宣布将回归骑士。詹姆斯与凯里·欧文,凯文·乐福组成了新三巨头。
2016-2017赛季,场均得到26.4分,是回归骑士后的新高,场均8.6篮板、8.7助攻,创造了生涯最高值。
2018年1月19日,获得全明星赛改制以后的第一个票王,同时也第一次拥有了挑选全明星队友的权利。5月2日。詹姆斯季后赛抢断总数突破400,成为唯一400+抢断的球员。
2018年7月10日,正式与洛杉矶湖人队签下4年1.53亿美元的合同。
2019年1月25日,NBA官方宣布詹姆斯以票王身份入选2018-19赛季NBA西部全明星首发阵容。3月25日,湖人111-106击败国王,詹姆斯出场35分钟,22投9中,其中三分6中3、罚球9中8,得到29分11篮板11助攻2抢断1盖帽,常规赛总盖帽数达到921次,超越姚明的同时追平罗宾·洛佩斯,并列NBA历史第109位。
2020年3月7日,湖人VS阵雄鹿,湖人球员勒布朗·詹姆斯上半场打了18分钟,7投4中,罚球4罚4中,拿到了12分4助攻3篮板1抢断。生涯常规赛罚球数达到了10014个,超越科比·布莱恩特(10011个),排名升至历史第五位。
2020年12月3日,湖人队与詹姆斯以2年8500万美元达成续约。
2022年1月3日,湖人主场战胜森林狼。詹姆斯登场39分13秒,15投7中,三分球4中2、罚球12中9,砍下26分7篮板5助攻3抢断1盖帽,其中12罚9中,生涯常规赛罚球命中数来到7697个,超越奥斯卡·罗伯特森(7694个),升至历史第四。这也是詹姆斯第1336场常规赛,超越加里·佩顿(1335场)升至NBA历史第16。
2009年,主演狮门电影公司出品电影《MoreThanAGame》(《不只是一场比赛》)。
2015年7月,出演电影《Trainwreck》,并且在家乡阿克伦举行了一个私人的放映会。这是詹姆斯的荧幕处子秀,他在里面扮演的是自己。
2014年,与朋友SianCotton共同创作了一首名为《Kingdom》的说唱单曲。
2019年2月20日,说唱歌手2Chainz宣布自己的新专辑《RAPORGOTOTHELEAGUE》,詹姆斯担任主要制作人。
2004年,提名2004年劳伦斯世界体育奖最佳新人奖。
2020年,获KCA尼克儿童选择奖-时代影响力奖和年度最受欢迎男运动员奖。
2017年,提名2017年劳伦斯世界体育奖最佳男运动员奖。
2019年,提名2019年劳伦斯世界体育奖最佳男运动员奖。
2021年,提名劳伦斯世界体育奖年度最佳男运动员奖。